【正文】 參考文獻(xiàn) [1]沈輝 .精通 SIMULINK 系統(tǒng)仿真與控制 .北京大學(xué)出版社， 2020. [2]陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（第四 版） .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [3]洪乃剛 .電力電子和電力拖 動(dòng)控制系統(tǒng)的 Matlab 仿真 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [4]李德華 .電力拖動(dòng)控制系統(tǒng) (運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) ).電子工業(yè)出版社， 2020 [5]劉軍 孟祥忠 .電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [6]王忠禮、段慧達(dá)、高玉峰 .MATLAB 應(yīng)用技術(shù)：在電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)中的應(yīng)用 . 2020北京：清華大學(xué)出版社 .286 頁 [7]李維波 .MATLAB 在電氣工程中的應(yīng)用 . 2020. 北京：中國電力出版社 .432 頁 [8]黃忠霖、黃京 .電力電子技術(shù)的 MATLAB 實(shí)踐 .：國防工業(yè)出版社 .343 頁 [9]潘再平、唐益民 . 電力電子技術(shù)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) . 2020 .杭州：浙江大學(xué)出版社 .169 頁 [10]高西全、丁玉美 .數(shù)字信號(hào)處理 .2020 .第三版 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 .310 頁 [11]張德豐 . MATLAB/Simulink 建模與仿真 . 2020 北京：電子工業(yè)出版社 .364 頁 [12]張化光、劉鑫蕊、孫秋野 .MATLAB/SIMULINK 實(shí)用教程 .2020 .北京：人民郵電出版社 .266 頁 。 吳 老師多次詢問設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。 4）通過仿真實(shí)驗(yàn)獲得的仿真曲線，充分驗(yàn)證了在異步電動(dòng)機(jī)矢量控制變換數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立仿真模型的正確性。 五 、 結(jié)論 本文較詳細(xì)的介紹了異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的基本原理，在對(duì)異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型以及坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)上，利用 MATLAB 語言中的 SIMULINK 模塊和電力系統(tǒng)模塊庫 (Power System Blockset)建立 了 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)磁鏈、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型 。 由于 ATR 和 ApsiR都是帶限幅的 PI 調(diào)節(jié)器，在起動(dòng)中兩個(gè)調(diào)節(jié)器都處于飽和限幅狀態(tài)，因此定子電流的轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁分量都保持不變，定子電流的給定值也不變，所以在起動(dòng)過程中定子電流基本保持不變，實(shí)現(xiàn)了恒流起動(dòng)。在波形 圖 ，在矢量控制下轉(zhuǎn)速上升平穩(wěn)， 秒加載后略有下降但隨即恢復(fù)。2) F () 圖 電動(dòng)機(jī)模塊設(shè)置 (2)各調(diào)節(jié)器參數(shù) 第 19頁 （共 25 頁） 表 42 各 個(gè)調(diào)節(jié)器參數(shù) 調(diào)節(jié)器 比例放大器 G1放大倍數(shù) 積分放大器 G2放大倍數(shù) 積分器限幅 調(diào)節(jié)器輸出限幅 上限 下限 上限 下限 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 40 1 20 20 100 100 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器ATR 5 10 70 70 70 70 磁鏈調(diào)節(jié)器 AΨ R 2 100 20 20 14 14 圖 磁鏈調(diào)節(jié)器輸出限幅 設(shè)置 (3)各給定參數(shù) 第 20頁 （共 25 頁） 表 43 各給定參數(shù) ?n 0i ?psir 1000 0 10 仿真結(jié)果 (1)定子磁鏈軌跡 圖 定子磁鏈軌跡 (2)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器輸出 圖 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器輸出波形圖 (3)輸出轉(zhuǎn)矩 第 21頁 （共 25 頁） 圖 輸出轉(zhuǎn)矩波形圖 (4)轉(zhuǎn)速響應(yīng) 圖 轉(zhuǎn)速波形圖 (5)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出 第 22頁 （共 25 頁） 圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出波形圖 (6)經(jīng) 2r/3s 變換的三相電流給定波形 圖 經(jīng) 2r/3s 變換的三相電流給定波形 (7)Uab 第 23頁 （共 25 頁） 圖 Uab 波形圖 分析 在給定 轉(zhuǎn)速為 1000r/min，空載起動(dòng)，在 時(shí)加載 60N轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器使用兩相同步旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)系上的磁鏈模型，轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器， dq0_to_abc 模塊用于 2r/3s 的坐標(biāo)變換。 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型 如圖： 圖 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速 、 磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型 其中，直流電源 DC、逆變器 inverter、電動(dòng)機(jī) ACmotor 和電動(dòng)機(jī)測(cè)量模塊組成了模型的主電路，逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由滯環(huán)脈沖發(fā)生器模塊產(chǎn)生。 得到 mt坐標(biāo)系中的勵(lì)磁分量 *ism 第 15頁 （共 25 頁） (4)轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器 模型 由公式 pme s t rrnLTiL ?? (31) 可建立轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器的模型 ，如下圖： 圖 轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器 模型 (5)磁鏈觀測(cè)器 模 型 由式 1 m strrL iT?? ??? (32) 1m smr rsL iT? ? ? (33) 建立磁鏈觀 測(cè)器模型， 如下 圖： 第 16頁 （共 25 頁） 圖 磁鏈觀測(cè)器模 型 是轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù) Tr。 (3)磁鏈調(diào)節(jié)器模 型 圖 磁鏈調(diào)節(jié)器模 型 Psir *Psir 是給定值。其中 *Te 和 Te 分別是給定值和實(shí)測(cè)值 , Kp 和 Ki 分別為比例增益系數(shù)和積分增益系數(shù) .Satuiation 用于對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩限幅。其中 ω *和 ω 分別是給定值和實(shí)測(cè)值 , Kp和 Ki分別為比例增益系數(shù)和積分增益系數(shù) .Satuiation 用于對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩限幅。 *ist 和 *ism 經(jīng)過 2r/2s、 2/3變換后得到三相定子電流的給定值 *isA 、 *isB 、 *isC ，并通過電流滯環(huán)控制 PWM 逆變器控制電動(dòng)機(jī)定子的三相電流。電路中的磁鏈調(diào)節(jié)器 Ay R用于對(duì)電機(jī)定子磁鏈的控制，并設(shè)置了 磁鏈觀測(cè)環(huán)節(jié)。 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)的 構(gòu)框圖 在圖 中，主電路采用了電流滯環(huán)控制型逆變器。可以在 MATLAB的命令窗口直接鍵入 Powerlib。運(yùn)行 SIMULINK以后，打開Blocksetamp。由基本模塊又形成了其它的一些專用庫， MATLAB中提到的工具箱，很多在 SIMULINK中都形成了專用模 塊庫，仿真起來簡(jiǎn)單快捷，尤其是其中的電氣系統(tǒng)模塊庫（ Power System Blockset），為電氣系統(tǒng)仿真省去了復(fù)雜的電機(jī)建模過程，它提供了極為有用的電力電子器件模塊， 使仿真變得便捷。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型， SIMULINK提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口 (GUI)，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 MATLAB 可以完成以下工作： 1)數(shù)值分析 2)數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 3)工程與科學(xué)繪圖 4)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 5)數(shù)字圖像處理技術(shù) 6)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù) 7)通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 8)財(cái)務(wù)與金融工程 SIMULINK 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具，是一種基于 MATLAB 的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。至 2020年 6月推出 ， 2020年 6月推出 ，繼而推出 版 , 2020年 7月 MATLAB7和 ，目前的最新版本為 。 TβFMαφθi ti αi βi m 圖 兩相靜止和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換 兩相 /兩相旋轉(zhuǎn)及其逆變公式如下 ???????????? ???????? tmiiii ?? ???? c o ss in s inc o s （ 23） ???????????????????? ???? ?? iiii tm c o ss in s inc o s （ 24） 同樣，電壓和磁鏈的旋轉(zhuǎn)變換陣也與電流 (磁動(dòng)勢(shì) )旋轉(zhuǎn)變換陣相同。把兩個(gè)坐標(biāo)系畫在一起，得圖 。對(duì)于各相繞組的電壓和磁鏈，也有同樣的變換，且變換矩陣與電流變換矩陣完全相同。采用磁勢(shì)分布和功率不變的絕對(duì)變換，三相交流電流在空間產(chǎn)生的磁勢(shì)與二相交流電流產(chǎn)生的磁勢(shì)應(yīng)該相等。 第 10頁 （共 25 頁） 二相靜止繞組α和β和三相靜止繞組 A、 B、 C 間的變換，稱為兩相靜止坐標(biāo)系和三相靜止坐標(biāo)系之間的變換，簡(jiǎn)稱 2/3 變換。當(dāng)觀察者也站在鐵心上和繞組一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，在他看來，繞組d 和 q 是兩個(gè)通以直流電而相互垂直的靜止繞組，如果控制磁通 Ф 的位置在 d 軸上，這就和直流電機(jī)模型沒有什么區(qū) 別了 。 的兩相平衡電流也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) F，當(dāng) a)和 b)產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，認(rèn)為圖 a)中的三相繞組和 b)的兩相繞組等效。然而任意相平衡電流通入相應(yīng)相的對(duì)稱繞組均可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，其中以兩相繞組最為簡(jiǎn)單，兩相靜止繞組 α 和 β ，它們?cè)诳臻g相差 90176。三相平衡的正弦電流 iA， iB， ic通到交流電機(jī)三相對(duì)稱的靜止繞組 A、 B、 C會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) F，在空間呈正弦分布，